郭振峰 张达洲 李桂新
中车大连机车车辆有限公司铸锻分公司铸造工区
摘要：在欧美等发达地区已经开始进入智能铸造时，国内大部分铸造企业还局限于CAD和管理控制系统，由于底层基础自动化十分薄弱，自动化生产线和工业机器人应用还很有限，做好基础自动化工作仍然是我们大部分企业的艰巨任务，传统铸造企业的先进制造转型升级已经成为必然。
关键词：先进制造技术；传统铸造；企业应用
我国制造行业高速发展，各种先进设备无法全面取代铸造工艺，铸造工艺依然占据工业生产的重要地位。在科学技术不断发展的背景下，机械制造行业也逐渐由传统的人工操作转变为自动、智能、集成化发展，越来越多的新工艺、新设备和新材料可以促使铸造工艺发展水平全面提升。为此应当积极改进传统的铸造工艺，融入信息化、智能化理念，提高铸造工艺的整体质量与水平，也可以确保铸造工艺的建设管理更加先进，使我国工业和制造业发展实现精密化。
1先进制造技术主要概念
先进制造技术主要是基于信息技术、计算机技术、机械设计技术，制造工艺等多方面领域，对市场的发展前景进行分析，保证产品的设计符合市场发展要求，有效提高企业的综合竞争实力。先进制造技术可以确保产品营销更加精准，保证产品实现个性化定制，增强产品的满意效果，在未来先进制造技术发展趋势主要以数字化、计算机化和智能化发展为主。
2国内铸造企业现状
受近年来汽车机床等下游市场下滑的影响，目前铸造行业处于低迷状态，但这不能完全归因于需求市场的影响，国内铸造企业的劣势应引起重视：（1）铸造行业利润过低，技术投入明显不足。在世界制造装备体系中，我国制造业发展面临的突出问题是低成本优势逐渐减弱，产品附加值低，自主创新能力弱。由于国内铸造企业长期以来技术能力薄弱，大多承担价值链最低端的工作，产品利润水平不足，导致铸造企业没有足够的资金重新投入设备更新和技术引进，形成恶性循环。我国铸造企业大多仍然是传统的制造型企业，仍然伴随着高能耗、高污染、低效的生产模式，与现代工业要求的“专业化、自动化、流程化”相去甚远，更与“数字化、信息化”不相适应，《中国制造2025》提出的“网络化、智能化制造”目标。（2）铸造设备落后，工作环境恶劣，人员流失严重。除少数国有企业和外资企业外，大部分铸造设备还比较落后，车间噪声和粉尘污染严重，铸造线自动化率低，工业机器人投资少，除尘设备落后，而芯模成型所用的树脂和固化剂在高温下产生的有毒气味，导致车间工作环境恶劣，使大多数人特别是年轻人畏缩，难以获得技术的沉淀和技术水平的实质性提高。中国的劳动力成本，包括原材料和能源成本都在上升，唯一的盈利途径将消失。
3先进制造技术在铸造企业中的应用
通过工作实际调查和阅览相关的文献材料,我认为国内铸造企业必须在应用以下四方面先进制造技术才能够在长久的竞争中有所作为。
3.1自动化铸造设备的应用
为了适应不断变化的市场环境，提高铸件质量要求，越来越多的企业开始认识到“用设备保证质量”的观点。在新厂建设和老厂改造中，传统铸造企业不再像以前那样受资金投入的制约，积极采用国内外先进设备，引进了威尔线等越来越多的先进生产线，制芯设备已由单机操作逐步转变为安全、可靠、高效的自动制芯线。越来越多的铸造工序由机器人完成，特别是熔炼、清洗等高强度工作交由自动化机器人完成，解放了大量劳动力，大大提高了生产效率和铸造质量。在智能铸造中，可追溯代码也被集成到智能生产线中。设备与工艺之间的沟通对于一些工业企业来说并不新鲜，但对于铸造企业来说，这种沟通仍然可以提高铸造水平。
3.2铸造新工艺
随着科学技术的发展，传统的铸造工艺已难以满足不断变化的市场需求。尺寸精确、性能优良、成本低廉已成为基本要求。为了满足这些要求，越来越多的铸造新技术被采用，如金属型铸造、压力铸造、熔模铸造、低压铸造、消失模铸造、真空吸铸等，这些新的铸造技术不仅改善了液态金属的充型和随后的冷凝条件，同时改变模具制造工艺或材料，具有传统黑色金属铸件无法达到的优点：①铸件尺寸准确，表面粗糙度光滑，可预置较小的加工余量，降低后续加工难度；②铸件内部质量好，力学性能高，铸件壁厚可减小；③降低金属消耗和铸件废品率；④优化铸造工艺，易于实现生产过程的机械化、自动化和信息化；⑤改善劳动条件，提高劳动生产率。
3.33D打印技术与传统铸造相结合
根据三维数字仿真，3D打印机将塑料、金属粉末或固体无机粉末等粘接材料通过不同类型的喷嘴逐层堆叠在工作台上，最终形成目标零件。3D打印技术不同于传统的“材料还原”制造工艺。3D打印是一种通过在铸件中添加材料来完成工件的成型技术，在难以制造或无法加工材料时具有明显的优势。目前，虽然3D打印金属成形件的技术还不是很成熟，成本也比较高，但在铸造企业的新产品开发中，传统的3D打印砂芯铸造工艺可以大大节省高精度新产品的开发周期，节省开模成本，帮助解决铸造中无法解决的难题。
3.4计算机技术的应用
随着计算机应用技术的不断发展，以及计算机模拟软件等在工业领域的不断扩展应用，铸造领域的研究和实际生产中也越来越多地开始应用计算机技术，并且取得了重大经济效益。计算机辅助设计（CAD）是利用计算机帮助设计人员完成产品设计、计算、制图、分析和信息存储等；计算机辅助工程（CAE）是指利用计算机对工程或产品进行性能和安全可靠性分析，具体可以用来求解复杂工程、工艺设计或产品结构强度、刚度、屈服稳定性等；而计算机辅助制造（CAM）是利用计算机控制机床和设备自动完成离散产品加工、装配、检测和包装等制造过程。CAD、CAE、CAM在铸造企业的应用中往往不是单独存在的，将三者相互结合使用，可以覆盖了产品制图、工艺编制、模具设计、机械加工、远程控制以及数据管理等过程。即便是复杂的射芯过程现在也能用计算计算流体力学（CFD）来模拟，这些工具能够显著缩短铸件形成概念到进行规模生产的时间。企业资源计划（EnterpriseResourcePlanning，ERP）由美国计算机技术咨询和评估集团GartnerGroupInc为解决供应链管理问题而提出的。企业资源计划是以信息技术为基础，整合了企业管理理念、业务流程、人力资源、数据管理、以及计算机软硬件功能于一体的企业资源综合管理系统。ERP系统支持离散型、流程型等混合制造环境，通过融合数据库技术、图形用户界面、第四代查询语言、客户服务器结构、计算机辅助开发工具、可移植的开放系统等对企业资源进行了有效的集成。发挥CAD/CAE/CAM的设计研发优势，结合质量检测、过程控制和ERP的综合管理优势，将产品的设计研发、质量控制、物料管理、生产销售的统筹管理，形成适合铸造企业的先进制造集成系统。
结论
随着铸造行业结构优化、产型升级成为必然，在保持铸造行业平稳发展的同时，提升技术能力水平，打造自动化铸造生产线，利用先进制造技术，从根本上提升铸造企业自身核心竞争力，才能实现铸造行业持续发展。
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